关于风电场继电保护合理配置问题

关于风电场继电保护合理配置问题

孙振波

国电电力宁夏新能源开发有限公司，宁夏银川市， 750000

摘要：当今社会，随着社会经济的快速发展，电力行业有了很大的发展。并且近些年来我国发电机组投入逐渐增加，容量也在 逐年增加，导致电力质量出现问题。同时风电容量所占的份额也在不断增加，短路电流也在不断增加，因此需要做好风电场继电 保护的配置工作。在连接风电厂和电网时往往使用集中接入式的方式。风电产业在快速发展的同时，风电场规模以及容量逐步扩大，不过由于电力系统集中接入方式会影响电能，若是电网发生短路，就会影响风电场对电流的供应，所以在进行电网建设时，需要对继电保护装置予以重视。基于此本文从风电场的保护作用分析出发，探讨风电场继电保护合理配置问题，并提出了几点对策，以供参考。

关键词：风电场；继电保护；配置问题

风电产业得到了快速的发展，使得风电场的的规模和容量在逐渐的加大，但是电力系统中集中接入方式对电能具有非常大的影响，倘若电网出现短路，风电场能对电流进行供应，因此在进行电网建设的过程中，一定要对继电保护配置引起高度重视。

1风电场的保护作用分析

1.1风电场对电缆、变压器及其周围区域进行保护

在电力系统中，风电场具有一定的保护作用，主要体现在电缆、变压器等环节：①风轮机塔的地面安装着断路器，该断路器能够很好的保护发电机和下垂电缆；②从风力发电机变压器到风轮机塔的机柜都是使用电缆来对其进行连接的，采用断路器和保险丝来进行变压器的制作，且对侧电缆进行保护；③对变压器和附近地区进行保护，分析变压器的激磁浪涌电流问题，并且在故障检测时，发现问题存在要及时采取相应的对策进行处理；④如果低压端发生故障就会造成电流比较小，倘若保险丝不能对其进行有效的切除，就会使用分段开关对其进行切断。

1.2风电场可有效接地进行故障保护

对于风电场，通常情况下受到资源环境的限制，风电场所在的位置要根据环境来对其进行选择，选择的位置都比较空旷，且风力充足。因为该地区的位置比较空旷那么雷电袭击的概率就会增大，针对这样的现状一定要做好防雷措施，并且做好风电场的保护工作。

2关于风电场继电保护的配置分析

风电场的继电保护配置见下图。图1区域D为风轮机塔的顶部，通过选择690V的断路器来保护风力发电机和电缆。图1中区域C的位置，断路器对变压器做出了一定的保护，故障时，低电压端将会出现较小的故障电流，此时用熔断器进行切断并不理想，切断的任务可以交给分段开关去执行。在进行具体操作的时候，33kV开关的保险丝并不是很多，所以要想能够对其保护范围的故障进行控制也是存在着一个比较大的难度，因此在这主要是可以进行全面的保护，同时也是可以采取综合考虑的方式去进行保护。

图1风电场的继电保护配置图

2　风电场继电保护合理配置的影响和对策

2.1　整体的影响　　

风力发电进程中具有空隙性，而且继电维护方法与以往的惯例配电继电维护方法存在必定差异。若是有风，此刻的风力发电机组就会向电网运送电能，若是风速存在波动，就会导致风电机组呈现频频的投切，然后导致接触器遭到损害。为了防止这种情况产生，保证电机组可以在短时间内保证电动机继续运转，此刻系统潮流方向就会产生改动，就简单形成维护设备产生误动。在风力发电系统中，假如风速安稳，此刻若是有故障产生，就会导致电机电流骤变，产生衰减，直至变为零。　　

根据大量研究我们了解到很多感应电机使用的都是固定转速风电机，这种风电机的定子暂态和绕组不规则的初值也会影响感应器的电流初始值。不过，在此过程中电流也会由于定子暂态等方面的变化而产生衰减，且衰减程度不一。另外，转子转速也会对电流频率产生一定的影响。在异步发电机当中，励磁单元也不是单独存在的，造成这种情况的原因是电机电压会出现明显的降低，这样在发电机运行过程中就容易造成故障问题出现，即使没有励磁也可以向电网继续传输短路电流。若是电网有故障呈现，这种情况下异步电动机依旧可以供给细小电流，一起保持电机出口电压为0.69kV的低压系统。若是出口电压大于35kV，就需要将其阻抗和K2=(U35/UO)2相乘。也就是说35kV的丈量数值的电路，其风机和电缆也是作为其两个较大的极限电抗，关于这种情况下的短路电流并不可以进行输出。

2.2　具体的影响及对策

（1）影响继电保护配置方案。经过多年的试验和经验总结，在人工短路试验方面具有一定的优势。若是风电场在与电网系统相接后，一旦系统发生故障，就需要在切除故障前，确保风电场仍旧可以为电力系统提供相应的短路电流。这种提供方式和异步电机比较相似的，也就是说，连接电网和风电场就会影响故障切除。不仅如此，高压电网联络线和内部继电保护不同。在对高压电网进行继电保护的前提下，还应该全面考虑风电场接入问题。除此之外，因为风电场当中，具有很多的机组，而且机组类型、空间分布上具有很大的差异性，这种情况下就会对继电保护产生很大的影响，所以需要进行充分的考虑。　　

（2）会对电网继电维护以及安全自动设备产生影响。这主要是有风电场和电源连接之后会使得变压器接地对电力系统产生影响，导致零序网络呈现改变，而一旦零序网络出现改变后，就会影响零序维护检测的活络程度，不仅如此还会导致自动重合闸功用和效果的发挥遭到影响。在风电场规划进一步扩展的进程中，若是系统联络线有故障呈现，例如，若是有跳开动作出现，就会导致风机进入改变运转的状态，然后降低了稳妥检同期成功率。出现这种情况就会形成，同期重合闸无法顺利完成重合动作，导致出现风电脱离电网故障。因为风电场不能继续性的供给短路电流，然后为电网供给安稳的电力动力，就会降低联络线维护功能，然后出现维护设备误动作或许拒动的情况。所以还需要做好会维护设置来进步继电维护设备的，维护功能以及灵活性。

3结束语

综上所述，目前我国有很多地区相互连通了风电场和电网系统，但因为继电保护受到风电场严重影响，因此一定要对其配置问题进行高度重视，对其进行合理的配置，从而才能确保电网系统的稳定运行，促使电力行业得到可持续发展。

参考文献：

[1]范娟.风电场集电系统接地方式及相关保护策略研究[D].华北电力大学,2015.

[2]邹志翔,周克亮,袁晓冬.风电场接入对周边地区电网电压稳定性的影响分析[J].电网技术,2016,35(11):78-80.

[3]刁宇龙.风电场电气设备中风力发电机的运行维护[J].工程技术研究,2017(4):103+106.